1. Rhagymadrodd

Mae generadur foltedd ysgogiad yn gyfarpar -foltedd uchel sy'n cynhyrchu tonffurfiau curiad megis folteddau ysgogiad mellt a newid folteddau ysgogiad. Mae'n ddarn sylfaenol o offer mewn - labordai prawf foltedd uchel. Ei brif ddefnydd yw cynnal profion foltedd ysgogiad ar offer pŵer trydanol-gan gynnwys tonnau llawn ysgogiad mellt, tonnau wedi'u torri gan ysgogiad mellt, a newid tonnau ysgogiad-i wirio perfformiad inswleiddio. Cyn i offer trydanol foltedd uchel mewn systemau pŵer gael eu rhoi ar waith, yn gyffredinol mae angen profion foltedd ysgogiad i asesu ei ymddygiad inswleiddio o dan amodau gorfoltedd.

Gyda'r cynnydd parhaus yn lefelau foltedd y system bŵer a datblygiad cyflym offer ynni adnewyddadwy, mae pwysigrwydd generaduron foltedd ysgogiad wrth sicrhau gweithrediad grid pŵer diogel a dibynadwy wedi dod yn fwy amlwg.

2. Egwyddor Weithredol

Mae generaduron foltedd byrbwyll yn aml yn defnyddio'r gylched Marx (a gynigiwyd gan Erwin Otto Marx ym 1924), y cysyniad craidd yw codi tâl cyfochrog a rhyddhau cyfres o gamau cynhwysydd lluosog.

Mae'r broses weithredu sylfaenol fel a ganlyn: mae pob cynhwysydd cam wedi'i gysylltu yn gyfochrog trwy wrthyddion gwefru a'i wefru i foltedd rhagosodedig trwy gylched unionydd. Ar yr adeg hon, mae'r gwrthydd amddiffynnol yn gyffredinol tua deg gwaith yn fwy na'r gwrthydd codi tâl, sy'n amddiffyn yr offer unioni ac yn sicrhau gwefr gymharol unffurf o bob cynhwysydd cam. Pan fydd bwlch tanio cam cyntaf - yn cael ei sbarduno gan guriad tanio, mae'r bylchau gwreichionen canolradd yn y camau sy'n weddill yn torri i lawr yn olynol oherwydd gorfoltedd ac arbelydru gwreichionen. Ar ôl i'r holl fylchau gwreichionen weithredu, mae'r cynwysyddion llwyfan yn cael eu cysylltu mewn cyfres trwy'r gwrthyddion blaen (ton{{{}}) blaen) ac yn gollwng i mewn i'r cynhwysydd llwyth. Mae cynhwysedd cyfanswm y gyfres yn troi'n C/n ac mae cyfanswm y foltedd yn troi'n nV (lle n yw nifer y camau). Oherwydd bod y cynhwysedd llwyth yn gymharol fach, mae'n gwefru'n gyflym, ac yna'n gollwng ynghyd â'r cynwysyddion llwyfan trwy'r gwrthyddion cynffon (ton-cynffon). Yn y modd hwn, cynhyrchir tonffurf ysgogiad foltedd uchel byr ar draws y cynhwysydd llwyth.

Gellir addasu'r tonffurf foltedd ysgogiad trwy newid gwerthoedd y gwrthyddion - blaen a'r gynffon; mae'r amplitude yn cael ei reoli gan y foltedd codi tâl, a gellir gwrthdroi'r polaredd trwy gyfnewid y cysylltiadau pentwr unionydd.

Yn y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiadau mewn electroneg pŵer, mae'r generadur Marx cyflwr cyfan wedi dod yn gyfeiriad ymchwil pwysig. Yn wahanol i'r switshis bwlch nwy confensiynol, mae'r holl gynhyrchwyr cyflwr solid yn defnyddio dyfeisiau lled-ddargludyddion fel MOSFETs fel y prif switshis, wedi'u trefnu mewn topoleg Marx aml-lefel fodiwlaidd gyda rheolaeth fanwl gywir yn cael ei darparu gan FPGAs. Gall generaduron newydd o'r fath leihau maint a phwysau yn sylweddol tra'n gwella cyfraddau ailadrodd rhyddhau a hyblygrwydd tonffurf.

3. Cyfansoddiad System

Mae system prawf generadur foltedd ysgogiad cyflawn fel arfer yn cynnwys y cydrannau canlynol:

Dyfais codi tâl– yn cynnwys y newidydd gwefru, unionydd silicon foltedd uchel, gwrthydd amddiffynnol, rhannwr foltedd gwrthiannol DC, a dyfais daearu awtomatig. Mae'r trawsnewidydd codi tâl yn codi'r foltedd amledd prif gyflenwad, sydd wedyn yn cael ei gywiro i DC i wefru'r cynwysyddion llwyfan.
Prif gorff generadur– yn cynnwys cynwysyddion pwls lluosog, bylchau tanio gwreichionen, gwrthyddion blaen, gwrthyddion cynffon, gwrthyddion gwefru, a chynheiliaid inswleiddio. Mae'r prif gorff wedi'i adeiladu mewn strwythur twr neu golofn, gyda'r cynwysyddion llwyfan wedi'u cysylltu mewn cyfres i gyflawni foltedd allbwn uchel. Yn dibynnu ar y defnydd, gellir ei ddosbarthu fel math awyr agored, math sefydlog dan do, neu fath symudol dan do.
Offer rheoli– mae systemau rheoli modern fel arfer yn canolbwyntio ar PLC (Rheolwr Rhesymeg Rhaglenadwy) gyda system fesur a rheoli ddigidol. Maent yn galluogi swyddogaethau megis cysonyn awtomatig-rheoli gwefru cyfredol, monitro foltedd a cherrynt, addasiad pellter bwlch awtomatig, sbardun tanio, ac amddiffyn gorgyfredol/gorfoltedd.
System fesur– yn cynnwys rhannwr foltedd capacitive llaith, ceblau mesur, recordydd digidol neu osgilosgop, ac ati, a ddefnyddir i gofnodi a dadansoddi tonffurf foltedd ysgogiad yn gywir.

4. Tonffurfiau Safonol a Gofynion Technegol

Mae'r tonffurfiau foltedd ysgogiad safonol ar gyfer profi insiwleiddio wedi'u pennu mewn safonau rhyngwladol a chenedlaethol ar gyfer -technegau prawf foltedd uchel:

Ton lawn ysgogiad mellt: amser blaen T₁=1.2 μs (gyda gwyriad a ganiateir o ±30%), amser i hanner gwerth T₂=50 μs (±20%).
Newid ton ysgogiad: amser blaen Tcr=250 μs, amser i hanner gwerth T₂=2500 μs.
Ton wedi'i dorri'n fân ysgogiad mellt: wedi'i dorri yn yr ystod o 2 i 6 μs.
Ton flaen serth: amser blaen eithriadol o fyr, gyda serthrwydd hyd at 1000 kV/μs neu fwy.

Mae gweithgynhyrchu a gwirio generaduron foltedd ysgogiad yn dilyn y safonau canlynol yn bennaf:

DL/T 848.5 - Manylebau technegol cyffredinol ar gyfer dyfeisiau prawf foltedd uchel - Rhan 5: Generaduron foltedd byrbwyll (sy'n berthnasol i folteddau graddedig o 300 kV i 4800 kV ac egni graddedig o 5 kJ i 480 kJ).
GB/T 16927.1/.2 – Cyfres technegau prawf foltedd uchel.
IEC 60060 - Safonau'r Comisiwn Electrotechnegol Rhyngwladol ar dechnegau prawf foltedd uchel.
GB 311.1 – Cydlynu inswleiddio ar gyfer offer trawsyrru a thrawsnewid foltedd uchel.

5. Ardaloedd Cais

Defnyddir generaduron foltedd impulse yn eang yn y meysydd canlynol:

Profion math a phrofion arferol ar offer pŵer - Mae trawsnewidyddion, trawsnewidyddion offer, llwyni, ynysyddion, atalwyr ymchwydd, GIS, ac offer trosglwyddo a dosbarthu arall fel arfer yn gofyn am brofion foltedd ysgogiad mellt a switsio. Mae'r rhain yn cynnwys profion gwrthsefyll tonnau llawn a phrofion ysgogiad tonnau wedi'u torri, a ddefnyddir i wirio gallu gwrthsefyll inswleiddio offer o dan fellt a gorfoltedd switsio.
Ymchwil inswleiddio - Fe'i defnyddir i astudio perfformiad inswleiddio offer pŵer sy'n destun gorfoltedd atmosfferig (mellt) a gorfoltedd switsio.
Profi offer ynni adnewyddadwy - Gydag integreiddio pŵer gwynt, ffotofoltäig, a ffynonellau adnewyddadwy eraill, mae angen profion foltedd ysgogiad trwyadl ar nifer fawr o drawsnewidwyr cam i fyny a switshis.
Ymchwil wyddonol - Hefyd yn cael ei gymhwyso'n eang mewn meysydd fel ymchwil cydnawsedd electromagnetig, astudiaethau mecanwaith rhyddhau, a thechnoleg pŵer pwls.

6. Tueddiadau Datblygu

Wrth i systemau pŵer symud tuag at folteddau uchel iawn a mwy o ddeallusrwydd, mae'r diwydiant generadur foltedd ysgogiad yn dangos y tueddiadau canlynol:

Cudd-wybodaeth ac awtomeiddio - Yn gyffredinol, mae generaduron foltedd ysgogiad modern wedi'u cyfarparu â systemau rheoli awtomatig wedi'u seilio ar PLC, sy'n galluogi addasu paramedr yn awtomatig, sbarduno awtomatig, a chofnodi a dadansoddi data profion yn awtomatig. Gellir rhaglennu'r dilyniant prawf trwy ryngwynebau sgrin gyffwrdd i gyflawni gweithrediad awtomataidd i raddau helaeth. Mae rhai systemau wedi dechrau integreiddio swyddogaethau diagnostig ategol i nodi a nodi gwyriadau prawf posibl.
Cryfder a chyflwr cyfan - Gall generaduron newydd yn seiliedig ar switshis cyflwr solid leihau cyfaint a phwysau yn sylweddol, gwella cyfraddau ailadrodd gollyngiadau, a chynyddu hyblygrwydd tonffurf. Mae pob un o'r generaduron cyflwr Marx solet, sy'n defnyddio dyfeisiau electronig pŵer yn lle bylchau gwreichionen traddodiadol, wedi dod yn gyfeiriad datblygu pwysig.
Digideiddio a chysylltedd – Mae generaduron modern yn defnyddio recordwyr digidol a chardiau caffael manwl uchel yn lle osgilosgopau pelydr golau traddodiadol, gan alluogi dadansoddiad tonffurf awtomatig a chynhyrchu adroddiadau. Gall rhai dyfeisiau ryngweithio â systemau rheoli gwybodaeth labordy trwy gysylltiadau rhwydwaith ar gyfer cyfnewid data.
Cywirdeb uchel a dibynadwyedd uchel - Trwy well technoleg synhwyrydd ac algorithmau prosesu signal, mae cywirdeb mesur ac ailadroddadwyedd wedi'u gwella'n barhaus. Ar hyn o bryd, gellir rheoli ansefydlogrwydd foltedd codi tâl offer nodweddiadol o fewn ± 1%.
Amlswyddogaetholdeb - Gall generadur sengl gynhyrchu tonffurfiau safonol ac ansafonol amrywiol, gan gynnwys tonnau llawn mellt, tonnau wedi'u torri, tonnau'n troi, tonnau osgiladu, a thonnau blaen serth, i weddu i senarios cymhwyso gwahanol.

7. Diweddglo

Fel dyfais sylfaenol graidd yn y maes profi foltedd uchel, mae lefel dechnegol y generadur foltedd ysgogiad yn effeithio'n uniongyrchol ar gywirdeb a dibynadwyedd dilysu perfformiad inswleiddio ar gyfer offer pŵer. O'r gylched Marx draddodiadol i'r topolegau cyflwr solid modern, ac o weithredu â llaw i reolaeth awtomatig ddeallus, mae technoleg generadur foltedd ysgogiad yn cael ei thrawsnewid yn sylweddol. Gyda datblygiad parhaus gridiau pŵer foltedd uwch-uchel, twf gosodiadau ynni adnewyddadwy, a chynnydd trawsnewid digidol, mae generaduron foltedd ysgogiad yn parhau i chwarae rhan bwysig wrth sicrhau gweithrediad diogel a dibynadwy systemau pŵer.